(57)【要約】【課題】  軽量化しても、スイング中のヘッドの挙動が安定し、振り易く、ショットの方向性も良いゴルフクラブ用シャフトを提供する。【解決手段】  ゴルフクラブ用シャフトは、重量が３５〜５０ｇであり、シャフトの重心ポイントがシャフトの先端からシャフトの全長の４６．０〜４９．０％の距離の範囲に位置し、シャフトの先端側でのトルクが３．０〜４．５°である。シャフトはストレート層とバイヤス層とを含んでなり、バイヤス層に４０ｔ／ｍｍ2以上の弾性率を有するカーボン繊維を用い、バイヤス層におけるプリプレグシート１２、１６の重なりのシート数は、シャフトの手元側と先端側とで１対３以上２対３未満の範囲の比になる。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
長さが４２〜４８インチ、重量が３５〜５０ｇであって、シャフトの重心ポイントがシャフトの先端からシャフトの全長の４６．０〜４９．０％の距離の範囲に位置し、シャフトの先端側でのトルクが３．０〜４．５°であるゴルフクラブ用シャフト。
【請求項２】
少なくともストレート層とバイヤス層とを含んでなり、
該バイヤス層に４０ｔ／ｍｍ2以上の弾性率を有するカーボン繊維を用い、該バイヤス層におけるプリプレグシートの重なりのシート数が、前記シャフトの手元側と先端側とで１対３以上２対３未満の範囲の比になる請求項１に記載のゴルフクラブ用シャフト。
【請求項３】
少なくともストレート層とバイヤス層とを含んでなり、
該バイヤス層に４０〜４６ｔ／ｍｍ2の弾性率を有するカーボン繊維を用い、該バイヤス層におけるプリプレグシートの重なりのシート数が、前記シャフトの手元側と先端側とで１対３以上１対２以下の範囲の比になる請求項１に記載のゴルフクラブ用シャフト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維強化樹脂（ＦＲＰ）を用いたゴルフクラブ用シャフトに関する。
【背景技術】
【０００２】
ゴルフクラブ用シャフトは、一般的に、カーボン繊維強化樹脂（ＣＦＲＰ）のプリプレグシートをマンドレルに巻き付け、熱を加えて硬化させた後、マンドレルを抜き取って製造される。プリプレグシートは、カーボン繊維が概ね一方向に配向したものが使用されており、この繊維の方向がシャフトの軸線に対して平行になるように配置されるとストレート層となり、斜めになるように配置されるとバイヤス層となる。
【０００３】
このようなカーボンシャフトは、スチールシャフトより軽量であるが、プリプレグシートの巻き数を減らして更に軽量化が図られている。しかしながら、単にプリプレグシートの巻き数を減らすと、ただ軽いだけでヘッド側の重みが感じられず、スイング中のヘッドの挙動が不安定となり、振り難くなったり、ショットの方向性が落ちたりするという問題がある。
【０００４】
特許文献１には、超弾性合金繊維のプリプレグシートでバイヤス層を形成することで、軽量であっても、ショットの飛距離および方向性を向上できるゴルフクラブ用シャフトが記載されている。また、特許文献２には、繊維の方向がシャフトの軸線に対して垂直となるように配置したフープ層をシャフトの手元側に形成することで、シャフトのつぶれ剛性が向上し、フィーリングおよび飛距離を向上できるゴルフクラブ用シャフトが記載されている。
【特許文献１】特開２０００−１４８４４号公報
【特許文献２】特開２００２−２８２３９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記の問題点に鑑み、軽量化しても、スイング中のヘッドの挙動が安定し、振り易く、ショットの方向性も良いゴルフクラブ用シャフトを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、本発明に係るゴルフクラブ用シャフトは、長さが４２〜４８インチ、重量が３５〜５０ｇであって、シャフトの重心ポイントがシャフトの先端からシャフトの全長の４６．０〜４９．０％の距離の範囲に位置し、シャフトの先端側でのトルクが３．０〜４．５°である。
【０００７】
本発明に係るシャフトは、少なくともストレート層とバイヤス層とを含んでなり、該バイヤス層に４０ｔ／ｍｍ2以上、好ましくは４０〜４６ｔ／ｍｍ2の弾性率を有するカーボン繊維を用い、該バイヤス層におけるプリプレグシートの重なりのシート数が、前記シャフトの手元と先端とで１対３以上２対３未満、好ましくは１対３以上１対２以下の範囲の比になるようにすることができる。
【発明の効果】
【０００８】
このように本発明によれば、軽量化しても、重心ポイントを従来よりもヘッド側になるように先端から４６．０〜４９．０％の範囲に位置させ、先端側でのトルクを従来よりも絞って３．０〜４．５°とすることで、スイング中のヘッドの挙動が安定し、振り易く、ショットの方向性も良いゴルフクラブ用シャフトを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、添付図面を参照して、本発明に係るゴルフクラブ用シャフトの実施の形態について説明する。図１は、本発明に係るゴルフクラブ用シャフトの一例を示す模式図である。図２は、シャフトの重心ポイントを測定する方法を説明するための模式的な平面図である。図３は、シャフトのトルクを測定する方法を説明するための模式的な斜視図である。
【００１０】
図１に示すように、ゴルフクラブ用シャフト１は、手元側（Ｂｕｔｔ）１Ｂから先端側（Ｔｉｐ）１Ｔへと向かって径が細くなる円筒形状を有している。シャフト１の先端側１Ｔにはヘッド２が取り付けられ、手元側１Ｂにはグリップ３が取り付けられる。シャフト１は、全長４２．５〜４４．５インチ（１０８０〜１１３０ｍｍ）、手元側の外径１４．０〜１６．０ｍｍ、先端側の外径８．５〜９．５ｍｍ、重量３５〜５０ｇとすることが好ましい。
【００１１】
シャフト１は、繊維強化樹脂（ＦＲＰ）を複数積層して形成することが好ましい。繊維強化樹脂の強化繊維としては、カーボン繊維のみや、カーボン繊維とその他の材料の繊維とからなる複合繊維、金属繊維などを用いることができる。また、マトリクス樹脂としては、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂を用いることできる。
【００１２】
シャフト１の重心ポイントは、シャフト１の先端からシャフトの全長の４６．０〜４９．０％の距離の範囲に位置している。重心ポイントＰとは、図２に示すように、シャフト１を１点で支えて略水平な状態にすることができる位置である。重心ポイントＰは、シャフト１の全長Ｌに対するシャフト先端１Ｔから重心ポイントＰまでの距離Ｌ’の百分率で表される（すなわち、重心ポイントＰ（％）＝Ｌ’／Ｌ×１００）。従来、シャフトの重量を３５〜５０ｇと軽量化すると、その重心ポイントは約５１〜５５％の範囲に位置していたが、本発明では、重心ポイントを４６．０〜４９．０％の範囲に位置させ、先端側に大きく寄せている。より好ましい重心ポイントは４７．０〜４８．０％である。
【００１３】
シャフト１の先端側でのトルクは、３．０〜４．５°である。先端側でのトルクの測定方法を、図３（ａ）及び（ｂ）を参照して説明する。シャフト１の先端側の端から１０４０ｍｍ以降の部分を固定部材４０で固定し、先端側の端から５０ｍｍまでの部分に治具３０を取り付ける。治具３０には、シャフト１の先端側の端から２５ｍｍの位置に１フィートの長さのアーム３１がシャフトの長さ方向と交差する方向に設けられており、アーム３１の先端には１ポンドの重さの重り３２が設けられている。よって、シャフト１は、その先端側の端から２５ｍｍの位置に１フィートポンド（１３．８３ｋｇｃｍ）の力が加えられてねじられる。シャフト１の先端側の端から５０ｍｍの位置において、ねじれた角度を測定する。このねじれた角度が先端側でのトルクの値である。従来、シャフトの重量を３５〜５０ｇと軽量化すると、その先端側でのトルクは約５．５〜８°であったが、本発明では、先端側でのトルクを３．０〜４．５°と絞っている。絞り過ぎると強度が低下することから、先端側でのトルクを４．０〜４．５°とすることが好ましい。
【００１４】
このようにシャフト１の重量を３５〜５０ｇと軽量化しても、シャフト１の重心ポイントをシャフト１の先端から４６．０〜４９．０％の範囲に位置させ、シャフト１の先端側でのトルクを３．０〜４．５°とすることで、スイング中のヘッドの挙動が安定し、振り易く、ショットの方向性も良くすることができる。一方、重心ポイントが４９．０％を超えるか、先端側でのトルクが４．５°を超えるシャフトは、ただ軽いだけでヘッドを感じず振り難く、方向性も落ち、本発明の効果を得ることはできない。
【００１５】
次に、このような所定の範囲の重心ポイントと先端側でのトルクを有するゴルフクラブ用シャフトを製造する方法を説明する。本発明に係るシャフトは、シートワインディング製法により製造する。図４は、本発明に係るゴルフクラブ用シャフトを製造するためのマンドレルおよび各種プリプレグシートを示す平面図である。
【００１６】
図４に示すように、マンドレル１０は、ゴルフクラブ用シャフトの内側の金型として機能するものである。マンドレル１０は、シャフトの内径に対応する形状を有しており、シャフトの手元側（Ｂｕｔｔ）から先端側（Ｔｉｐ）へと向かって径が細くなる円柱形状を有している。
【００１７】
プリプレグシート１２、１４、１６は、カーボン繊維を樹脂の原料に含浸させたシートであり、熱を加えて硬化させることで、ゴルフクラブ用シャフトを構成するカーボン繊維強化樹脂となるものである。これらプリプレグシートでは、カーボン繊維がほぼ一方向に配向しており、図４中の矢印はそのカーボン繊維の配向方向を示している。
【００１８】
バイヤス層用のプリプレグシート１２は、カーボン繊維の配向方向がシャフトの軸線に対して斜めであり、好ましくは、シャフト軸線に対する繊維配向方向の角度（以下、繊維配向角度という）が４５°±５°となっている。バイヤス層用のプリプレグシート１２は、シャフトの全長と同じ長さとなっている。また、バイヤス層用のプリプレグシート１２は、マンドレル１０がテーパー形状であることから、マンドレル１０の周囲に均等に所定の周巻き付くように台形の形状となっている。なお、バイヤス層用のプリプレグシート１２は、繊維配向角度が逆の傾きの２層のプリプレグシート１２ａ、１２ｂを重ねて張り合わせて１枚のシートとしたものを用いる。これらを張り合わせる際、図に示すように、半周分ずらしてもよい。
【００１９】
ストレート層用のプリプレグシート１４は、カーボン繊維の配向方向がシャフトの軸線に対して平行、すなわち、繊維配向角度が０°±５°となっている。ストレート層用のプリプレグシート１４は、シャフトの全長と同じ長さとなっており、また、マンドレル１０の周囲に均等にほぼ１周巻き付くように台形の形状となっている。ストレート層用のプリプレグシート１４のカーボン繊維としては、弾性率が２４ｔ／ｍｍ2以上、特に２４〜４０ｔ／ｍｍ2を有するものを使用することが好ましい。
【００２０】
バイヤス層用の補強プリプレグシート１６は、バイヤス層用のプリプレグシート１２と同様に、カーボン繊維の配向方向がシャフトの軸線に対して斜め、好ましくは繊維配向角度がこの軸線に対して４５°±５°となっているが、その長さはシャフトの全長の１５〜２５％（例えばシャフト全長が１１４５ｍｍの場合、１７０〜２８５ｍｍ）となっている。なお、バイヤス層用の補強プリプレグシート１６も、繊維配向角度が逆の傾きの２層の補強プリプレグ１６ａ、１６ｂを重ねて張り合わせて１枚のシートとしたものを用いる。これらを張り合わせる際、図に示すように、半周分ずらしてもよい。
【００２１】
バイヤス層用の補強プリプレグシート１６の幅は、上記のプリプレグシートと同様に、マンドレル１０の周囲に均等に所定の周巻き付くように台形の形状にしてもよいが、図４に示すように、台形形状の下底部を斜めに切った形状にしてもよい。このような形状にすることで、バイヤス層の厚さがシャフトの軸方向に向かって漸増することから、トルクを絞り重心ポイントを先端側にできるとともに、応力が集中するのを防ぐことができる。
【００２２】
バイヤス層用のプリプレグシート１２および補強プリプレグシート１６のカーボン繊維としては、弾性率が４０ｔ／ｍｍ2以上を有するものを使用することが好ましい。弾性率が４０ｔ／ｍｍ2以上のカーボン繊維をバイヤス層に使用することで、重なりのシート数の比により、シャフトの重心ポイントおよびシャフトの先端側でのトルクを所定の範囲に調整することができる。なお、高弾性に過ぎると強度が脆くなり、折れが発生することから、弾性率が４０〜４６ｔ／ｍｍ2を有するカーボン繊維を使用することがより好ましい。
【００２３】
これらマンドレルおよびプリプレグシートを用いてシャフトを製造する方法を説明すると、先ず、マンドレル１０にバイヤス層用のプリプレグシート１２を巻き付ける。バイヤス層用のプリプレグシート１２は４〜６周巻き付けることが好ましい。バイヤス層用のプリプレグシート１２として、繊維配向角度が逆の傾きの層を重ねて張り合わせたものを使用することによって、シャフトの周方向での剛性の片寄りを減少させ、シャフトのトルクを小さくすることができる。
【００２４】
また、外層には繊維配向角度が０°となるように配置する。これは外周方向での偏肉や異方性を防止するためである。バイヤス層用のプリプレグシート１２の上にはストレート層用のプリプレグシート１４を巻き付ける。ストレート層用のプリプレグシート１４は３〜８周巻き付けることが好ましい。そして、ストレート層用のプリプレグシート１４の上であってシャフトの先端に合わせて、バイヤス層用の補強プリプレグシート１６を巻き付ける。このようにバイヤス層用の補強プリプレグシート１６をシャフトの先端に合わせて巻き付けることで、バイヤス層を形成することとなるプリプレグシートの重なったシート数（例えば、１枚のシートが３周巻かれればこのシート数は３であり、２枚のシートが３周ずつ巻かれればこのシート数は６である）を、シャフトの先端側と手元側とで変えることができる。
【００２５】
なお、ここでシート数を規定する際の「シャフトの手元側」とは、シャフトの先端からシャフトの全長の７５〜１００％の範囲の長さ部分をいい、「シャフトの先端側」とは、シャフトの先端からシャフトの全長の０〜１５％の範囲の長さの部分をいう。例えば、シャフト全長が１１４５ｍｍである場合、「シャフトの手元側」とは８５８〜１１４５ｍｍであり、「シャフトの先端側」とは０〜１７０ｍｍである。
【００２６】
バイヤス層を形成することとなるプリプレグシートの重なりのシート数は、シャフトの手元側に対する先端側の比で、１対３以上２対３未満の範囲の比となることが好ましい。このような比にすることで、シャフトの重量を３５〜５０ｇと軽量化しても、重心ポイントを４６．０〜４９．０％と先端側に位置させるとともに、シャフトの先端側でのトルクを３．０〜４．５°と絞ることができる。なお、シート数の比が１対３より極端になると、シャフトを製造する上で問題が多々発生する。より好ましいシート数の比は、１対３以上１対２以下である。
【００２７】
なお、上記の説明では、バイヤス層用およびストレート層用のプリプレグシート１２、１４を巻き付けた後にバイヤス層用の補強プリプレグシート１６を巻き付けたが、バイヤス層用の補強プリプレグシート１６は、バイヤス層用のプリプレグシート１２の間、バイヤス層用のプリプレグシート１２とストレート層用のプリプレグシート１４の間、ストレート層用のプリプレグシート１４の間に巻き付けてもよい。
【００２８】
ストレート層におけるプリプレグシートの重なりのシート数の比は、通常、シャフトの全長と同じ長さを有するストレート層用のプリプレグシート１４のみを用いるので、シャフトの手元側対先端側で１対１である。但し、シャフトの重心ポイントを４６．０〜４９．０％、シャフトの先端側でのトルクを３．０〜４．５°に維持できる範囲であれば、ストレート層用の補強プリプレグシートを用いて、ストレート層におけるプリプレグシートの重なりのシート数の比も変えることができる。
【００２９】
このようにしてマンドレル１０にプリプレグシート１２、１４、１６を順に巻き付けて積層した後、これをオーブンに入れる。オーブン中で加熱して、プリプレグシートの樹脂を硬化させることで、プリプレグシート間を接着する。その後、マンドレル１０を引き抜くことで、カーボン繊維強化樹脂により一体成形されたゴルフクラブ用シャフトを得ることができる。
【実施例】
【００３０】
先端側の外径４．９ｍｍ、手元側の外径１３．０ｍｍのマンドレルに、１枚のバイヤス層用のプリプレグシートを３周、１枚のストレート層用のプリプレグシートを２周、長さ２８０ｍｍの１枚の台形形状のバイヤス層用の補強プリプレグシートを先端側に６周、順次巻き付け、加熱して樹脂を硬化させた後、マンドレルを抜き取って長さ１１４５ｍｍのゴルフクラブ用シャフトを作製した。また、バイヤス層用の補強プリプレグシートの形状を若干変えた点、またはシート数を減少した点を除いて同様の手順によりシャフトを作製した。なお、プリプレグシートは、カーボン繊維プリプレグシート（４０ｔ／ｍｍ2）を用い、バイヤス層用には、繊維配向角度が４５°と−４５°のものを重ねて張り合わせて１枚のシートとしたものを用いた。
【００３１】
上記により作製した３種類のシャフト（実施例１〜３）について、その重量、重心ポイント、先端側のトルクを測定した。その結果を表１に示す。また、比較のため、バイヤス層におけるプリプレグシートの重なりのシート数が手元側対先端側で１対１の試作シャフト（比較例１）および市販シャフト（比較例２）についても、上記の項目を測定した。その結果を表１に示す。
【００３２】
【表１】
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【００３３】
また、実施例１、２および比較例１、２の各シャフトについて、ヘッドおよびグリップ（ブリヂストンスポーツ社製ツアーステージ）を取り付けてドライバーを作製し、各ドライバーについて試打を行った。スイングおよびボールの測定はブリヂストンスポーツ社製サイエンスアイで行った。その結果を表２に示す。なお、結果の数値は、４人の試打者が各ゴルフクラブで５発打ち、試打者４人の全平均を取ったものである。また、「振り易さ」は、各試打者の評価を点数化して順位をつけた結果である。評価項目は、スイング中の重さ軽さ、スイングのスムーズさ、インパクトのタイミングの取り易さ、インパクトでのヘッドの返り易さ、スイング中にヘッドを感じるか、スイング中のヘッドの安定感、ヘッドのきき具合であり、４段階で評価した。
【００３４】
【表２】
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【００３５】
表２に示すように、重量が４５〜５０ｇでシャフトの重心ポイントが約４８％、先端側でのトルクが４．１〜４．５°の実施例１、２のシャフトを用いたドライバーは、ボールの初速が速く、かつミート率（ボールの初速をヘッドスピードで割った値）も高く、振り易いことが客観的に認められた。また、試打者の主観による振り易さも評価が高かった。さらに、初速およびミート率に優れていたため飛距離も伸びた。加えて、左右打ち出し角、サイドスピン量、左右ブレのいずれの数値も低く、方向性が非常に安定していた。
【００３６】
一方、シャフトの重心ポイントが４７．８％でも、先端側でのトルクが４．８°と高かった比較例１のシャフトや、重心ポイントが４９．４％と手元側で、かつ先端側でのトルクが４．７°と高かった比較例２のシャフトを用いたドライバーは、ボールの初速が低く、かつミート率も低かったため、飛距離もあまり伸びなかった。また、試打者の主観による振り易さも評価が低かった。さらに、左右打ち出し角、サイドスピン量、左右ブレのいずれの数値も高く、方向性も悪かった。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明に係るゴルフクラブ用シャフトの一例を示す模式図である。
【図２】シャフトの重心ポイントを測定する方法を説明するための平面図である。
【図３】シャフトのトルクを測定する方法を説明するための図であり、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその斜視図である。
【図４】本発明に係るゴルフクラブ用シャフトを製造するためのマンドレルおよび各種プリプレグシートの一例を示す平面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１  シャフト
２  ヘッド
３  グリップ
１０  マンドレル
１２  バイヤス層用のプリプレグシート
１４  ストレート層用のプリプレグシート
１６  バイヤス層用の補強プリプレグシート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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